Колекторні двигуни змінного струму

Машини колекторного типу, що працюють від мережі змінного струму, використовуються в якості двигунів, що перетворюють електроенергію в механічну дію.

Машини цього типу щодо схожі по влаштуванню конструкції з електричними машинами постійного струму. В конструкції пристрою використовується ротор з петлевою (паралельної) або (симетричною) хвильової обмотки, приєднаної до колектора. Статор, що виконує важливу основну функцію в пристрої машини, для якого використовується змінне магнітне поле, набраний із сталевих електротехнічних пластин.

До переваг колекторних машин можна віднести можливість вирішення завдань, що залежать від роботи електроприводу, для якого існує необхідність використання плавного регулювання швидкості в енергозберігаючому режимі з хорошим і якісним cos .

Недолік цих машин, значно впливає на ширину їх поширення, це:

  1. Складне виробництво.
  2. Висока вартість.
  3. Ретельність технічного обслуговування колектора і щіткового механізму.
  4. Погані струмові умови комутації в якірного ланцюга.

Однофазний колекторний двигун

Колекторний однофазний двигун

Пристрій однофазного двигуна складається з обмоток. Перша виконує функцію збудження, місце її розміщення - електричні полюси, що виконують основну функцію, друга - використовується в якості компенсаційної обмотки, вона знаходиться в роторних пазах і призначена для компенсації негативного явища реакції якоря. Існує додаткова обмотка, яка використовується для додаткових полюсів, вона шунтируется за допомогою активного опору.

При взаємодії магнітного поля при порушенні основної обмотки і виникненні компенсаційних струмів, створюється обертовий момент. Спрямовану дію його характеризується одним напрямком, що збігається з обертанням магнітного поля. Можна змінити напрямок обертання за допомогою перемикання висновків збудливою обмотки.

Особливість двигуна однофазного струму полягає в використанні обмотки для компенсації, межі використання починаються з 10 - 15 кВт. Обмотка призначена для виконання функції по компенсації процесу реакції якоря. Також вона служить для виконання ряду важливих призначень, це: зменшення потокосцепления якірної обмотки, опору індукції, підвищення якості коефіцієнта потужності cos машини.

Використання в конструкції додаткових полюсів призначений для підвищення якості комутації, яка відрізняється важкими умовами і появою в комутованій секції: ЕРС трьох видів, це: трансформаторна ЕТР, обертання і реактивна ЕРС.



Для компенсації трансформаторної і реактивної ЕРС використовується ЕРС обертання, яка наводиться в комутованій зоні за рахунок поля, зрушеного по фазі, щодо струму ротора, це відбувається під час шунтування додаткових обмоток і допоміжних полюсів за допомогою активного опору.

При створенні заданих струмових параметрів в роторі машини і його швидкості обертання, досягається взаємна компенсація ЕРС, відхилення від заданих величин, в разі використання інших робочих режимів, призводять до важкого пуску.

Для зменшення недоліків виконуються компенсуючі їх конструктивні особливості. Великі двигуни відрізняються кількістю витків з числом 1. Внаслідок цього, збільшують кількість пластин в колекторі, з огляду на це підвищуються габаритні розміри двигуна. Для зниження трансформаторної ЕРС знижують частоту мережевого живильного струму в електричній мережі напруги. швидкість регулюється при використанні трансформатора з відгалуженнями по вторинній обмотці. Трансформатор також служить для зниження напруги мережі живлення двигуна, внаслідок чого на колекторних щетках присутня напруга з невеликою величиною.

Найбільшого поширення мають однофазні двигуни невеликої потужності - до 150 Вт. У їх конструкції відсутні додаткові полюса і компенсує обмотка, це є наслідком малого значення потужності і відповідності мережі промислової частоти 50 Гц, в цьому випадку комутаційні умови будуть задовольняти вимогам.

Однофазні двигуни колекторного типу можуть функціонувати в мережі як змінного, так і постійного струму і визнаються пристроями універсального типу.

Для значення потужності понад 60 Вт від ланцюга збудження передбачено відведення, це сприяє зменшенню кількості витків, внаслідок чого значення кількості обертів вала зберігається незмінним і розширює функціональні можливості рухової машини.

Двигун використовується при конструюванні електричного інструменту, може застосовуватися у вигляді виконавчих машин в системах автоматики, і для створення пристроїв домашньої побутової техніки.

Трифазний колекторний двигун

Колекторні двигуни трифазного струму

існуючі асинхронні машини, мають у своїй конструкції колектор і працюють від трифазної електричної мережі, функціонують за умови існування магнітного поля, яке обертається з частотою, різної від частоти обертання самого поля. Для виконання процесу збудження застосовується обмотка збудження з якостями шунтового двигуна з обмотками з`єднаними паралельно, напругу живлення для двигуна поставляється від ротора самої машини.

У конструкції машини присутній роторна обмотка, що виконує основну функцію, вона підключена до мережі змінної напруги за допомогою щіткового механізму при використанні струмознімальних контактних кілець. Статорна обмотка з`єднується усіма фазами з колектором машини, вона розташована в роторних пазах разом з основною обмоткою. Для кожної конкретної фази в статорі машини відповідають певні щітки, вони мають можливість зрушуватися і розсуватися за рахунок використання рухомих траверс. Установка щіток на одні і ті ж пластини колектора, робить двигун здатним виконувати роботу в режимі асинхронного двигуна. Відмінність його від справжнього дійсного асинхронного двигуна полягає в тому, що роторна обмотка використовується у вигляді первинної обмотки, а статорна - виконує функцію вторинної.

Розсування щіток в механізмі створює ЕРС з частотою ЕРС обмотки ланцюга, що дорівнює частоті ковзання. ЕРС в щітках є додатковою і викликає у вторинному ланцюзі двигуна, тобто в його статорі - струм, що створює і визначає момент обертання машини. Збільшення ковзання також досягається за рахунок розсування щіток. Це диктує створення робочого режиму, залежить від струму необхідного, при отриманні величини моменту аналогічного моменту гальмування машини. Велике розсування щіток збільшує додаткову ЕРС і знижує число обертів вала відмінних від значення синхронної швидкості.

регулювання швидкості відбувається за рахунок введення відсутній потужності в колекторний ланцюг, в цьому випадку відбувається зсув по фазі щодо струму в вторинці і додаткової ЕРС на кут більше 90 °. Потужність, яка береться від статора, приходить назад в електричну мережу за допомогою використання трансформаторної зв`язку між обмотками. За рахунок цього ефекту досягається економія регулювання кількості обертів вала машини при додаванні у вторинну ланцюг ЕРС.

Розсуваючи щітки, здійснюється процес регулювання швидкості, при якій працює машина відносної синхронної частоти обертання, збільшуючи її чи зменшуючи.

Крім перерахованих вище переваг, двигун дає можливість регулювати cos . Це досягається за допомогою зміщення щіток відповідних своїм фаз, відбувається зміна ЕРС по фазі. Підвищення якості cos при значенні швидкості менш синхронної, відбувається зміщення щіток в сторону протилежну напрямку руху ротора.

Використання двигунів цього типу, що працюють від трифазної мережі, характерно для підприємств легкої, текстильної промисловості, для спеціальних прядильних верстатів. Також використовується в приводі ротаційних машин в поліграфії, в металургійній промисловості для операції з різання металів.

Через погані комутаційних умов, трифазні машини не виконують на значення потужності перевищує 250 кВт, так як з підвищенням потужності відбувається збільшення магнітного потоку, що ускладнює отримання трансформаторної ЕРС. Додаткова ЕРС, яка знаходиться у вторинному ланцюзі і використовується в якості економічного регулятора кількості оборотів вала підвищення і cos , виходить за рахунок введення асинхронної машини каскадним способом поряд з двигунами колекторного типу, що відбувається надзвичайно рідко.

Пишіть коментарі, доповнення до статті, може я щось пропустив. Ви можете подивитися на карту сайту, буду радий, якщо ви знайдете на моєму сайті ще що-небудь корисне. Всього найкращого.


Поділися в соц. мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!
По темі: